[发明专利]基于微多普勒频率的进动锥体目标的几何参数估计方法

说明书

本发明公开了一种基于微多普勒频率的进动锥体目标的几何参数估计方法。对圆锥弹头目标进行建模，计算目标在全姿态角下的回波数据；对得到的全姿态角下的回波数据采用插值拟合的方法构造出进动锥体目标的回波电场数值；对回波电场数值进行短时傅里叶变换，得到进动锥体目标的时频分布结果；分别提取进动锥体目标中的时频分布结果中的锥顶时频脊线和锥底时频脊线；通过进动锥体目标的锥顶和锥底微多普勒频率表达式，推导出待估计参数；通过数值关系匹配的方法估计进动角θ、质心到锥顶距离L、质心到锥底中心的距离h和锥底半径r；通过所估计出的目标参数，仿真得到包含此参数范围内的一系列时频图，通过时频图比对的方法缩小参数估计的误差。

技术领域

本发明属于雷达目标特性领域，具体地说，是一种基于微多普勒频率的进动锥体目标的几何参数估计方法。

背景技术

进动锥体的模型来源于处于中段飞行的导弹目标弹头，中段飞行对于弹道防御系统来说十分重要，在这一飞行阶段，目标出于保持飞行稳定的需要以及横向干扰的存在，会出现进动这一特殊的运动形式，进动属于微运动的一种，表现为目标在平动的同时还绕质心小幅转动，进动可以反映出更多的目标特征，如目标的尺寸大小和质量分布等，这些特征对于真假目标识别是十分重要的，因此进动目标的参数估计得到了越来越多的研究。目标的微动参数可以反映出目标的微动状态，目标的微动形式不同，其微动参数也存在差异，微动参数也被认为是目标识别的有效特征，因此微动参数的估计对于空间锥体目标识别具有重要的意义。

现有的关于进动锥体目标估计的方法屈指可数，主要方法也是从目标的时频图中分别提取锥顶和锥底时频曲线，然后基于进动锥体目标的锥顶和锥底的理论公式，对其进行处理，常见的方法是对理论公式进行泰勒展开，然后结合泰勒展开后各分项系数与目标尺寸参数以及进动角的关系通过公因式相消的方法得到欲求解系数的表达式，最后通过所提取的时频曲线数据进行参数估计。这种方法从理论上是可行通的，但是我们从时频图中提取目标的锥顶和锥底时频曲线的精度往往不会很高，尤其在锥顶和锥底时频图像相交的地方，所提取曲线会存在一定误差，在精度达不到相关要求的情况下，用此种方法往往是行不通的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于微多普勒频率的进动锥体目标的几何参数估计方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于微多普勒频率的进动目标参数估计的方法，其具体步骤如下：

步骤一：采用商用软件FEKO对圆锥弹头目标进行建模，计算目标在全姿态角下的回波数据；

步骤二：对步骤一中得到的全姿态角下的回波数据采用插值拟合的方法构造出进动锥体目标的回波序列；

步骤三：对仿真回波数据进行短时傅里叶变换，得到进动锥体目标的时频分布结果；

步骤四：分别提取进动锥体目标中的时频分布结果中的锥顶时频脊线和锥底时频脊线；

步骤五：通过进动锥体目标的锥顶和锥底微多普勒频率表达式，推导出待估计参数L(质心到锥顶距离)、h(质心到锥底中心的距离)、r(锥底半径)和进动角θ的关系；

步骤六：通过数值关系匹配的方法估计进动角及其他相应的参数。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)本发明的方法在一定程度上缩小了曲线提取精度不高所带来的参数估计结果的误差，可以提高对目标进行参数估计的精度。(2)避免因目标微多普勒脊线提取存在误差而导致无法估计参数，通过初步估计参数然后再通过参数搜索匹配时频图的方法可以有效缩小误差。

附图说明

图1是本发明基于微多普勒频率的进动目标参数估计的方法的进动锥体目标动态回波获取流程图。

图2是本发明基于微多普勒频率的进动目标参数估计的方法的仿真模型图。

图3是本发明基于微多普勒频率的进动目标参数估计的方法的简化后的仿真模型图。